Деформации грунтов. Расчет осадок методом послойного суммирования
Общая оценка взаимодействия сооружений и оснований
891.68K
Категория: СтроительствоСтроительство

Деформации грунтов. Расчет осадок методом послойного суммирования

1. Деформации грунтов. Расчет осадок методом послойного суммирования

1. Виды деформаций
2. Последовательность расчета осадок
методом послойного суммирования

2. Общая оценка взаимодействия сооружений и оснований

•Выделяют следующие формы деформаций и смещений:

3.

Расчет по второй группе предельных
состояний фундаментов заключается в
определении
максимальной
осадки
сооружения
вычисление осадок основания и проверку соблюдения
неравенства:
s ≤ su ,
где s - совместная деформация основания и
сооружения, su - предельное значение совместной,
деформации основания и сооружения.

4.

Исходными данными к расчету являются:
1) физико-механические характеристики каждого из
слоев:
- удельный вес (γ);
- модуль общей деформации (Е).
2) мощности слоев, залегающих ниже плоскости
приложения нагрузки (h);
3) величины нагрузок на основания.
Последовательность расчета:
1. Вычерчивают расчетную схему
2. Вычисляют вертикальные нормальные напряжения от
собственного веса грунта на границе каждого
элементарного слоя. Мощность которого должна быть в
пределах 0,2-0,4b.
3. Строят эпюру слева от оси z и эпюру 0,2 (0,1)
справа. Ниже уровня грунтовых вод
необходимо учитывать взвешивающее действие воды на скелет песчаного грунта и супеси.
4. Определяют величину дополнительного (осадочного) давления на грунт под подошвой
фундамента на границах элементарных слоев
Где
F – вертикальная нагрузка на верхний обрез фундамента, кН;
G1 – вес фундамента, кН;
G2 – вес грунта на обрезах фундамента, кН;
А – площадь подошвы, м2.

5.

Вычисляют вертикальные нормальные
напряжения на границах слоев грунта:
где – коэффициент, учитывающий
уменьшение по глубине дополнительного
давления, принимается по прил.2, табл.1
СНиП 2.02.01–95.
Строят эпюру . Точка пересечения эпюр
и 0,2
соответствует нижней границе
сжимаемой толщи.
6. Определяют величины средних
дополнительных давлений в каждом из
элементарных слоев:
7. Находят величины осадок каждого
элементарного слоя:
Песок и супесь
0,74
Суглинок
0,62
Глина
0,40
где
– коэффициент, учитывающий
отсутствие поперечного расширения при
деформировании грунтов в условиях
компрессии

6.

Правила назначения толщин элементарных слоев:
• Граница элементарного слоя, граница уровня
грунтовых вод, а также граница элемента с
различными инженерно-геологическими
характеристиками должны совпадать (слои должны
быть однородными по своим свойствам)
• Толщина элементарного слоя должна иметь высоту,
равную 0,2-0,4b

7.

расчет осадки фундамента и
предельно-допустимыми значениями:
сопоставление
его
с
S Su
Su
- предельное значение совместной деформации основания и сооружения,
устанавливаемое нормами или заданием на проектирование.
учет слабого подстилающего слоя грунта:
Если на глубине z от подошвы
фундамента находится слой грунта
меньшей
прочности,
необходимо,
чтобы обеспечивалось следующее
условие:
R ,
zp
zq
z
7

8.

b
;
;
;
d
z
zp zq Rz ,
zq
zp
zq zp
Слабый
bz
где zp и zq – вертикальные напряже-ния в
грунте на глубине z от подошвы
фундамента, соответственно дополнительное от нагрузки и от собственного веса грунта;
Rz – расчетное сопротивление слабо-го
подстилающего слоя грунта.
Величину Rz определяют как для
условного фундамента шириной bz с
учетом рассеивания напряжений в
пределах слоя толщиной z:
(d z )
zg
p
z, м
zp
o
p p
o
P
8
zg , o
NII Gf Gg
A
2z l
f( ; )
b b

9.

bz
Az a 2 a,
где a =0,5(l-b) (l и b – длина и ширина подошвы проектируемого
фундамента); Az – площадь подошвы условного фундамента:
NII
NII
Gzp
Az
Az
Gzp
NII – вертикальная нагрузка на уровне обреза фундамента;
-для ленточного фундамента
Az
bz
1n.m.
-- для квадратного фундамента
bz
Az

10.

Расчет фундаментов на грунтовых (песчаных) подушках
Замена слабого слоя грунта основания
(устройство песчаных подушек)
Одна из основных целей устройства песчаной подушки – это
уменьшить глубину заложения фундаментов при прорезке слабого
слоя грунта

11.

12.

Расчетная схема к определению размеров песчаной подушки
bz b 2 z tg
Пески: α=30º…35º;
Гравий: α=40º…45º
•Подушки отсыпаются слоями по 10…15 см, с уплотнением каждого слоя до γd =
16…16,5 кН/м3.
Задаемся характеристиками нового грунтового основания (т.е. характеристиками
песчаной подушки)
γ=19 кН/м3; φ=35º; с=0
Определяют размеры подошвы фундамента как фундамента, стоящего на грунте с
выше перечисленными характеристиками.
Проверяем подстилающий слой

13.

zg zp Rсл ;
(1)
zg где ордината эпюры природного давления грунта, приходящегося на
кровлю слабого подстилающего слоя; zp
ордината эпюры
дополнительного (уплотняющего) давления грунта, приходящегося на
кровлю слабого подстилающего слоя; Rсл. – расчетное сопротивление
слабого слоя грунта в уровне низа подушки от условного фундамента.
Условие (1) позволяет запроектировать песчаную подушку, используя
метод последовательных приближений:
1. Первоначально задаются высотой песчаной подушки (hп)
2. Строят эпюры природного и дополнительного (уплотняющего)
давлений грунта.
3. Вычисляют Rсл. – расчетное сопротивление слабого слоя грунта в
уровне низа подушки от условного фундамента. Ширина подошвы
условного фундамента определяется исходя из угла - рассеивания
напряжений, который принимается:
4. Проверяется условие (1).

14.

• Применение песчаной подушки приводит к
следующим положительным эффектам:
Поскольку модуль общей деформации песчаной
подушки Е>20 МПа, то их применение приводит к
уменьшению осадок сооружения.
Поскольку песчаные подушки имеют большой
коэффициент фильтрации
(сильноводопроницаемы), то резко сокращается
время консолидации основания.
Песчаные подушки устраиваются из непучинистых
English     Русский Правила